【摘 要】
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针对高湿环境下弱胶结软岩巷道围岩稳定性问题,建立水环境-非均匀地压联合作用下弱胶结围岩系统力学模型,基于弹性位移势理论和叠加原理,推演水环境和非均匀应力场共同作用下围岩弹性应力公式,然后基于极限平衡法获得塑性区边界的隐函数计算方法,最后详细分析湿度场、侧压系数对围岩主偏应力和塑性区范围的影响.结果 表明:高湿环境下,硐壁将不出现拉应力,但湿度会造成临空面切向应力急剧增大,若超过单轴强度极限,则会加剧围岩的破坏;湿度影响导致围岩临空面主偏应力增大,同时由临空面向围岩深处衰减速率增大,但越过湿度影响边界后,主
【机 构】
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山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛266590;山东科技大
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针对高湿环境下弱胶结软岩巷道围岩稳定性问题,建立水环境-非均匀地压联合作用下弱胶结围岩系统力学模型,基于弹性位移势理论和叠加原理,推演水环境和非均匀应力场共同作用下围岩弹性应力公式,然后基于极限平衡法获得塑性区边界的隐函数计算方法,最后详细分析湿度场、侧压系数对围岩主偏应力和塑性区范围的影响.结果 表明:高湿环境下,硐壁将不出现拉应力,但湿度会造成临空面切向应力急剧增大,若超过单轴强度极限,则会加剧围岩的破坏;湿度影响导致围岩临空面主偏应力增大,同时由临空面向围岩深处衰减速率增大,但越过湿度影响边界后,主偏应力发生突变,围岩将呈现塑-弹-塑的变形状态,巷道支护难度提高;若非均匀应力场下围岩塑性区呈蝶形分布,则高湿环境会使得蝶形尖端贯通;若围岩塑性区呈椭圆状分布,则在湿度影响边界出现新月状或环形狭长塑性区;高湿环境下,围岩塑性区内部会产生弹性核.这些都将加剧围岩的失稳.
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为了建立砂土中抗拔锚板基础承载力计算模型,采用数字图像关联技术(DIC)对锚板在不同密实度、不同埋深率下的变形场进行试验研究.试验结果表明,砂土的密实度、埋深率是锚板基础抗拔承载力的主要影响因素,浅埋锚板基础和深埋锚板基础存在不同的变形破坏机理,临界埋深率是与密实度有关的变量.在锚周土体变形场分析的基础上,建立浅埋和深埋锚板的抗拔承载力计算模型,利用极限平衡理论推导出由剪胀角、内摩擦角、埋深率等因素控制的承载力计算公式,将理论计算结果与其他学者的锚板抗拔承载试验结果进行对比分析,验证了模型的有效性.为便于
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针对煤矿冲击地压危险性评价工作中各项评价指标难以确定权重的问题,通过改进综合指数评价法,基于客观赋权与各评价指标的变异程度的熵权法,建立综合评价模型.利用信息熵原理算出各指标熵权值,通过优化各评价指标,使得指标权重更为客观.通过对比力学试验与综合指数法的评价结果进一步论证综合评价模型的可靠性.研究成果在内蒙古某矿16-4工作面的安全开采过程中得到成功应用,该评价模型的准确性在实践中得到较好的验证.
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